Вторичные энергетические ресурсы кратко
Обновлено: 04.07.2024
Любой технологический процесс требует определенного расхода топлива, электрической и тепловой энергии; в результате химических реакций, механических воздействий горючие газы, теплоносители, газы и жидкости с избыточным давлением выделяют тепло. Эти энергетические ресурсы, как правило, используются не в полном объеме или не используются вовсе. Неиспользуемые в данном технологическом процессе или установке энергетические отходы получили название вторичных энергетических ресурсов (ВЭР).
Долгое время использованию вторичных энергоресурсов не уделялось достаточного внимания, не была в полной мере раскрыта их сущность, отсутствовали методики расчетов ВЭР.
Вторичными энергетическими ресурсами являются энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических агрегатах (установках), которые не могут быть использованы в самом агрегате, но могут частично или полностью использоваться для энергоснабжения других потребителей.
Термин "энергетический потенциал" означает наличие определенного запаса энергии в виде химически связанного тепла, физического тепла, потенциальной энергии избыточного давления и напора, кинетической энергии и др.
Химически связанное тепло продуктов топливоперераба - тывающих установок (нефтеперерабатывающих, газогенераторных, коксовальных, углеобогатительных и др.), а также тепловая энергия отходов, которая используется для подогрева потоков, поступающих в агрегат-источник ВЭР (регенерация, рекуперация), не относятся к вторичным энергетическим ресурсам.
Выход вторичных энергетических ресурсов — это количество вторичных энергоресурсов, которые образовались в данной установке за определенную единицу времени и годны к использованию в данный период времени.
Выработкой за счет вторичных энергетических ресурсов называется количество тепла, холода, электроэнергии, полученное за счет ВЭР в утилизационной установке. Выработки за счет ВЭР подразделяются на: возможную выработку, т. е. максимальное количество энергии, которое можно получить при работе установки; экономически целесообразную выработку, т. е. выработку с учетом ряда экономических факторов (себестоимость, затраты труда и т. д.); планируемую выработку — количество энергии, которую предполагается получить в определенный период при вводе вновь или модернизации имеющихся утилизационных установок; фактическую выработку — энергию, реально полученную за отчетный период.
Использование вторичных энергетических ресурсов — это использованное количество ВЭР данного агрегата в других установках и системах. Использование вторичных энергоресурсов потребителем может осуществляться непосредственно без изменения вида энергоносителя или за счет преобразования его в другие виды энергии, или выработки тепла, холода, механической работы в утилизационных установках.
Тепловые ВЭР — это физическое тепло отходящих газов, основной и побочной продукции, тепло золы и шлаков, горячей воды и пара, отработавших в технологических установках, тепло рабочих тел систем охлаждения технологических установок.
Горючие ВЭР — горючие газы и отходы, которые могут быть применены непосредственно в виде топлива в других установках и непригодные в дальнейшем в данной технологии: отходы деревообрабатывающих производств (щепа, опилки, обрезки, стружки), горючие элементы конструкций зданий и сооружений, демонтированных из-за непригодности для дальнейшего использования по назначению, щелок целлюлозно-бумажного производства и другие твердые и жидкие топливные отходы.
К вторичным энергетическим ресурсам избыточного давления относится потенциальная энергия газов, воды, пара, покидающих установку с повышенным давлением, которая может быть еще использована перед выбросом в атмосферу, водоемы, емкости или другие приемники.
Избыточная кинетическая энергия также относится к вторичным энергоресурсам избыточного давления.
Основными направлениями использования вторичных энергетических ресурсов являются: топливное — когда они используются непосредственно в качестве топлива; тепловое — когда они используются непосредственно в качестве тепла или для выработки тепла в утилизационных установках; силовое — когда они используются в виде электрической или механической энергии, полученной в утилизационных установках; комбинированное — когда они используются как электрическая (механическая) энергия и тепло, полученные одновременно в утилизационных установках за счет ВЭР.
Значительное количество горючих ВЭР используется непосредственно в виде топлива, такое же непосредственное применение нашли и тепловые ВЭР, например, горячая вода системы охлаждения для отопления и др.
Необходимо отметить, что изменение схем топливо - и теп - лопотребления, когда использование энергоресурсов внутри технологических агрегатов улучшилось, а выход вторичных энергоресурсов сократился, не является использованием ВЭР. Такие преобразования схем только усовершенствовали технологический процесс данной установки (агрегата).
При правильном использовании вторичных тепловых энергетических ресурсов, образовавшихся в виде тепла отходящих газов технологических агрегатов, тепла основной и побочной продукции, достигается значительная экономия топлива. Проведенными расчетами установлено, что стоимость тепло - энергии, полученной в утилизационных установках, ниже затрат на выработку такого же количества теплоэнергии в основных энергоустановках.
Выявление выхода и учета возможного использования вторичных энергоресурсов — одна из задач, которую необходимо решать на всех предприятиях и особенно предприятиях с большим расходом топлива, тепловой и электрической энергии.
Использование вторичных энергетических ресурсов не ограничивается лишь энергетическим эффектом — это и охрана окружающей среды, в том числе воздушного бассейна, уменьшение количества выбросов вредных веществ. Некоторые из этих выбросов могут давать дополнительную продукцию, например, сернистый ангидрид, выбрасываемый с отходящими газами, можно улавливать и направлять на выпуск серной кислоты.
Считается целесообразным, если при реконструкции или расширении действующих, а также при проектировании новых предприятий будет предусматриваться разработка мероприятий по использованию ВЭР с обоснованием их экономической эффективности. Отказ потребителей от использования вторичных энергетических ресурсов как на действующих, так и проектируемых предприятиях может быть обоснован только расчетом, подтверждающим экономическую неэффективность или техническую невозможность использования ВЭР.
В энергетических балансах предприятий особенно энергоемких отраслей значительное место занимают вторичные энергетические ресурсы (ВЭР).
Экономия топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) может быть реализована в двух направлениях. Во-первых, за счет усовершенствования технологических процессов и аппаратов (новых энергосберегающих технологий), благодаря чему достигается повышение КПД и снижается расход топлива и энергии. Во-вторых, посредством утилизации ВЭР, которые неизбежно возникают в больших объемах особенно в энергоемких производствах, и за счет которых можно получить 30 - 35% сбережения ТЭР.
Под вторичными энергоресурсами понимают энергетический потенциал отходов продукции, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в теплотехнологических агрегатах (установках), который может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других агрегатов или в самом аппарате.
Энергетические отходы, которые возвращаются обратно на вход в технологический агрегат, называются ВЭР внутреннего использования, а ВЭР, утилизируемые в других установках - внешнего использования. Сам технологический агрегат, который является источником энергетических отходов, называется источником ВЭР.
Все ВЭР подразделяют на три основные группы.
Горючие (топливные) ВЭР - химическая энергия отходов от огнетехнического оборудования. Это горючие газы плавильных печей, вагранок и т.д., горючие отходы процессов химической и нефтехимической промышленности, горючие отходы черной и цветной металлургии, газовой промышленности. Источником горючих ВЭР являются также лесная и деревообрабатывающая промышленность.
Тепловые ВЭР - физическая теплота отходящих дымовых газов и тепловых отходов от теплотехнологических аппаратов в виде теплоты горючей воды, пара, паровоздушной смеси, тепла конденсата пара и т. д.
ВЭР избыточного давления - энергия газов, жидкостей, пара, покидающие агрегаты с избыточным давлением (Р>Рат), которое необходимо снижать при выбросе в атмосферу. Все виды ВЭР в зависимости от их свойств могут использоваться потребителем как в виде топлива или для выработки теплоты, холода, электроэнергии и механической работы посредством специализированных утилизационных установок.
На каждом этапе технического развития существуют экономические пределы повышения КПД энергоиспользования. Но практика использования ВЭР в различных отраслях промышленности, особенно в энергоемких производствах, показывает, что резервы повышения коэффициента полезного использования (КПИ) очень велики. Современный уровень развития производства и техники позволяет свести потери энергии до 10 - 15 % от расхода первичных ТЭР. Только применение новейших энергосберегающих технологий позволит дополнительно уменьшить расход энергоресурсов в 2 - 4 раза.
Особенно значительные энергетические потери в доменном производстве, на машиностроительных предприятиях, нефтеперерабатывающих заводах, в производстве строительных материалов, в химической промышленности. В данных отраслях промышленности КПИ не превышает 10 - 20 %, а потенциал энергосбережения даже без внедрения новейших технологий, а только за счет использования ВЭР очень велик и может составлять 35 - 40 % от расхода первичных ТЭР.
Применительно к ВЭР используются следующие понятия и термины:
Общие энергетические отходы - это энергетический потенциал всех материальных потоков на выходе из теплотехнологического агрегата (аппарата) и все потери энергии в агрегате.
Вторичная энергия – это одна из самых удобных форм энергии, получаемая путем преобразования из первичных энергоисточников. Сюда относят электричество, получаемое из угля, газа или мазута, а также воды, солнца, ветра и так далее.
Что такое первичная энергия
Первичной энергией называют получаемую из природных источников энергию без преобразовательных процессов. Она находится в углеводородах, древесине, ядерных материалах, биологической массе, воде и ветре, геотермальных источниках и так далее. Источники первичной энергии в свою очередь разделяются на невозобновляемые и возобновляемые. Последние отличаются тем, что они постоянно регенерируются. Сюда относится солнечная и ветряная энергия, гидроэнергия, так как они доступны постоянно и при их преобразовании такие источники не истощаются и доступны постоянно.
Не нашли что искали?
Просто напиши и мы поможем
Невозобновляемые источники
В отличие от возобновляемых источников, невозобновляемые (каменный уголь, углеводороды, древесина) обладают очень длительным сроком регенерации имеется определенное количество. По сути это полезные ископаемые, которых имеется в земной коре большое количество, но рано или поздно при современных темпах добычи они иссякнут. Не стоит путать первичные источники энергии и первичные энергосистемы, посредством которых они преобразовываются в энергоносители.
Вторичная энергия и ее источники
Вторичные энергоресурсы – это ресурсы, не встречающиеся в природном виде, но их возможно получить из первичных энергетических ресурсов.
Вторичные источники энергии тоже считаются энергоносителями, так как они способы транспортировать энергию из одного места в другое.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Самыми известными энергоносителями являются водород и электричество. В ходе переработки первичных источников энергии, например природного угля или газа, получается водород и электричество. Электричество – это самый распространенный энергоноситель, который трансформируется из разных первичных источников, как возобновляемых, так и невозобновляемых. Электрическая энергия обладает низким показателем энтропии и легко преобразовывается в другие виды энергии, например тепловую или механическую. Поэтому удобнее и выгоднее применять ВЭР для удовлетворения потребностей в энергии, чем первичные энергоисточники.
Существует три основных разновидности вторичных энергоресурсов: тепловые, горючие и избыточного давления.
- Тепловые вторичные энергоресурсы – это тепло от газов, выделяющихся в процессе производства. Причем это может быть как основная продукция (тепло в теплоэлектростанциях), так и побочная (тепло от продуктов сгорания в двигателях, конверторных печах и тд).
- Горючие ВЭР – производственные газы и отходы, применяемые для получения энергии на других производствах (доменные газы, продукты нефтепереработки);
- ВЭР избыточного давления – это потенциальная энергия пара, газов или воды, покидающих установку с высоким давлением, что используется в технологическом процессе прежде, чем выбрасывается в атмосферу (паровые двигатели).
Не нашли нужную информацию?
Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.
Гарантия низких цен
Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.
Доработки и консультации включены в стоимость
В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.
Вернем деньги за невыполненное задание
Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.
Тех.поддержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.
Тысячи проверенных экспертов
Гарантия возврата денег
Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!
Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока
Гарантия возврата денег
В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы
Энергия из первичных источников часто преобразуется в различные формы, чтобы облегчить ее использование, транспортировку или хранение. Эти формы принято называть вторичной энергией.
Вторичная энергия полезная промежуточная форма полученная путем преобразования и готовая к дальнейшему удобному применению.
Первичная энергия — это сырой поток: солнечная, геотермальная, ветровая или ископаемое топливо (природный газ, нефть, уголь), которая собирается из природы.
Люди собирают ресурсы из первичных источников и в конечном итоге превращают ее в энергетический сервис или энергопродукт.
Зачем нужны промежуточные источники
Эти промежуточные формы используются потому, что они являются гибкими и транспортабельными, которые позволяют перемещать энергоснабжение практически в любое место при наличии построенных систем.
Хотя приятно наслаждаться солнечным светом, но он не заряжает батарею в сотовом телефоне. Для того чтобы придать ей определенную форму, требуется технология преобразования энергии. Затем она перемещается с помощью технологии распределения, например, с помощью трубопроводов или электрической сети. При создании вторичной энергии всегда есть потери из-за второго закона термодинамики (закон роста энтропии замкнутой системы).
Виды вторичной энергии
Модель вторичной энергии в качестве промежуточного шага лучше всего работает с электричеством.
Электричество
Электричество — это гибкий, легкий в использовании и транспортировке ресурс. Электричество никогда не закончится, потому что электроны не расходуются; они просто выполняют работу двигаясь. Больше ресурсов всегда можно вкладывать в одни и те же электроны снова и снова, и извлекать, чтобы использовать для большего количества энергетических услуг.
Электричество гораздо более гибко, чем другой источник. Когда электрический чайник кипятит воду, вода кипит одинаково, будь то используется уголь, природный газ, ядерная, биомасса, ветер или гидро. Электричество можно использовать почти везде. Такая гибкость использования означает, что в целом количество используемой в мире вторичной энергии растет быстрее, чем потребление первичной . Другими словами, растет процент потребления энергии, которая идет на электроэнергию (потребление электроэнергии растет быстрее, чем другие виды).
Использование молекулярного водорода
Многие люди говорят об использовании молекулярного водорода в качестве источника вторичной энергии (это водород как молекула, а не водород как атом), с мыслью о том, что водород станет все более важной энергетической валютой. Топливные элементы считаются ключом к будущему использованию водорода, поскольку они могут преобразовывать водород непосредственно в электричество.
Бензин
Бензин и другие вторичные виды топлива не столь гибки, как электричество, они являются промежуточной формой, которая производится специально для обеспечения легкого использования накопленной химической энергии.
Природный газ
Идея энергетической валюты становится гораздо более интересной с природным газом. Поскольку природный газ может использоваться с минимальной переработкой, его часто считают первичным источником, но поскольку он обеспечивает энергоснабжение, его можно считать энергетической валютой. Природный газ достаточно гибкий и используется для производства электроэнергии, отопления дома и приготовления пищи. Эта гибкость, безусловно, больше, чем бензин, но поскольку это не промежуточный источник, идея энергетической валюты становится менее ясной.
Ядерное топливо
Еще более туманна идея ядерного топлива как вторичного источника. Конечно, эта форма довольно негибкая; ядерное топливо обычно должно быть помещено в определенный тип ядерного реактора, и не только любой реактор будет делать! Это означает, что эта промежуточная форма обычно не считается энергетической валютой.
Во всем мире все больше ресурсов превращается во вторичную энергию насколько она полезнее первичной.
Читайте также: